[发明专利]用于冶金粉末组合物的润滑剂

说明书

本发明涉及用于铁基冶金粉末组合物的润滑剂以及含有该润滑剂的金属粉末组合物。本发明还涉及一种采用该润滑剂生产烧结制品的方法以及在热压时该润滑剂在金属粉末组合物中的应用。通过使用本发明的这种润滑剂，可以获得高的生坯强度。

在工业中，日益广泛地使用通过压制和烧结金属粉末组合物生产的金属制品。生产了许多形状和厚度各异的不同制品，而对这些制品的质量要求是所生产的金属制品应具有高密度和高强度。

在金属压制中，采用不同的标准温度范围。冷压和热压均要求使用润滑剂。

在高于室温的温度下压制具有明显的优点，与在较低温度下进行的压制相比，可以生产出较高密度和较高强度的制品。

大多数用于冷压的润滑剂不能用于高热压制，因为它们似乎仅在有限的温度范围内有效。不适合的润滑剂会显著地增加压制模具的磨损。

对模具的磨损程度受各种因素的影响，例如模具材料的硬度、施加的压力以及排出坯块时坯块与模具壁之间的摩擦。后一种因素与所用的润滑剂密切相关。

推项力是从模具中排出坯块所需的力。由于高推顶力不仅会增加压制模具的磨损而且还可能损坏坯块，因此，应优选降低推顶力。

然而，使用润滑剂可能在压制中引起一些问题，因此，重要的是该润滑剂应非常适合于所进行的压制类型。

为了满意地进行，在压制操作中必须迫使润滑剂脱离该粉末组合物的孔隙结构而进入坯块和模具之间的间隙，从而润滑压制模具的壁。由于对压制模具壁这样润滑，即可降低推顶力。

为什么必须将润滑剂从坯块中脱出的另一原因是，不如此，它就会在烧结后在坯块中形成微孔。众所周知，大量的孔隙对制品的动力学强度性能有不利的影响。

根据本发明的新型润滑剂的一个目的是使生产具有高生坯强度、高生坯密度的压实制品以及具有高烧结密度和由于润滑剂与金属粉末结合而形成低推顶力的烧结制品成为可能。由于坯块从压制模具中排出时，会受到相当大的应力且由于在压制和烧结之间的处理过程中必须使制品保持其完整性而不致破裂或损坏，具有高生坯强度是重要的。在薄零件的情况下这是特别重要的。

本发明的润滑剂含有聚酯，它是通过例如双官能醇和酸的酯化缩合而形成的一种聚合物。聚酯可以树脂和热塑性塑料的形式得到，且可再分成脂族和芳族聚酯，这主要取决于所用酸单体的类型。芳族聚酯通常是不吸湿的，然而，已知脂族聚酯对潮湿更为敏感。聚酯还可以分类为饱和聚酯和不饱和聚酯，这取决于在该聚合物主链中是否存在双键。虽然饱和聚酯是比较惰性的，然而不饱和聚酯通过与其他单体例如苯乙烯、邻苯二甲酸二烯丙酯等共聚却适于作为树脂。

本发明的聚酯是饱和聚酯、是芳族的或部分芳族的，它具有的数均分子量M_n为5000-50000，而50-100wt％、优选60-100wt％、最优选70-100wt％的润滑剂是由这种聚酯组成的。除聚酯之外，本发明的润滑剂可以含有其他PM-润滑剂，例如硬脂酸锌、硬脂酸锂和/或酰胺蜡型的润滑剂，例如亚乙基双-硬脂酰胺。根据本发明优选的润滑剂含有0-30wt％的硬脂酸锌、0-30wt％的硬脂酸锂和/或0-30wt％的酰胺蜡型润滑剂，其余为聚酯。

优选的聚酯是一种邻苯二甲酸亚烷基酯的聚合物或共聚物，其中邻苯二甲酸亚烷基酯是邻苯二甲酸C₂-C₈亚烷基酯，由此，优选该聚酯具有高于100℃的熔点峰值。

最优选该聚酯是聚(对苯二甲酸亚烷基二醇酯)或聚(间苯二甲酸亚烷基二醇酯)。

本发明还涉及一种含有金属粉末和根据本发明的润滑剂的金属粉末组合物。这种金属粉末组合物可用于热压。

本发明的金属粉末组合物包括0.1-2wt％根据本发明的润滑剂、0.005-3wt％的粘合剂、0-0.5wt％的增塑剂、0.01-3wt％的石墨、0-2wt％的热塑性塑料、0-15wt％、优选0-7wt％的合金元素、0-2wt％的加工助剂以及0-2wt％的硬相，其余为铁粉，它们选自基本上纯的铁粉、部分预合金化的铁粉和和预合金化的铁粉。

优选以金属粉末组合物的总量为基准，按本发明金属粉末组合物的0.2-0.8wt％配入润滑剂。使用少量本发明润滑剂的可能性是本发明特别有利的特点，因为它可以制得具有高密度的坯块和烧结制品从而实现节省成本。

本说明书和所附权利要求书中所用的措词“部分芳族的”包括聚酯，其中一些芳族二羧酸已经被脂族二羧酸置换以改变所得聚酯的温度依赖性/熔融性能(流变能力)。